[發明專利]一種航天器多端口電纜自動測試系統和方法

在審

• 申請號: 202110674345.5
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113341230A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 譚宇;呂強;唐堯;張守龍;鄭愛武;信子昂;樊晶晶
• 申請（專利權）人: 北京國電高科科技有限公司;濟南天啟空間科技有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R27/26
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司 11544
• 代理人: 姚金良

本發明具體涉及一種航天器多端口電纜自動測試系統和方法，該系統包括測量軟件和底層控制器，測量軟件通過通訊接口與底層控制器進行連接；底層控制器包括恒流源單元、恒壓源單元、數據采集單元、繼電器切換矩陣、導通電阻測試單元、線間電容測試單元、絕緣電阻測試單元，通過各個模塊完成電纜各種參數的測量；測量軟件主要包括參數配置模塊、導通測試模塊、絕緣測試模塊、自學習模塊、手動測試模塊和結果比對模塊。該系統能夠對各種型號電纜的導通電阻、絕緣電阻、分布電容等電氣性能進行自動測量，能及時快速的檢測設備電纜故障，實現了電纜檢測的自動化和智能化，并確保了電纜檢測的高效性和可靠性，為航天器研制提供了有效保障。

技術領域

本發明屬于電學測試技術領域，具體涉及一種航天器多端口電纜自動測試系統和方法。

背景技術

隨著航天器技術的不斷發展以及產業化的不斷深入，航天器系統功能日趨復雜，可靠性要求不斷提高；航天器研制時間逐漸縮短，研制過程更加高效。基于此種現狀，在航天器電纜測試方面，傳統的電纜測試方法已經不能滿足研制過程高效性和可靠性要求。為此，本發明提出了一種多端口電纜的自動測試系統設計方法，從總體思路、底層控制器組成、軟件架構等方面介紹了航天器多端口電纜自動測試系統構成。

航天器電纜主要分為低頻電纜、射頻電纜、LVDS電纜等，其中低頻電纜主用于電能傳送、控制信號及遙測信號的傳遞，通常為多芯電纜，本系統主要針對低頻電纜的測試進行設計。

航天器電纜一般在加工完成后進行測試，主要是驗證電纜研制的正確性。在其他階段，航天器測試系統電纜測試需求也比較多，電纜使用前、測試轉場后、大型試驗開始前、發射場測試前都需要對相應電纜進行測試。

航天器電纜的性能測試主要分為電纜的導通電阻測試、絕緣電阻測試、分布電容的測試等。其中，導通測試是為了驗證供電通路、信號傳輸通道及控制回路對應關系，通過測量通路阻值保證通路的正確性；絕緣測試是用來驗證設備故障(過壓)產生瞬態高壓下電纜的絕緣能力；分布電容測試主要為了評估電纜導線之間的干擾是否符合要求。

航天器電纜測試有幾個難點：其一，航天器電纜數量龐大，接插件形式復雜，若要完成整個型號電纜的測試，工作量巨大；其二，航天器系統分系統及設備數量多，接口內容復雜，為簡化電纜網結構，航天器電纜通常設計為多分支的樹形結構，復雜的電纜結構為電纜自動測試系統提出較高要求；其三，航天器電纜的復雜性還體現在多并點的設計(多并點設計的原因：①作為備份，保證重要信號的可靠性。②降低傳導阻抗，實現功率擴容)，通常絕緣測試電壓都為高壓≥250V，為防止測試對電纜造成的損害，電纜的絕緣測試前應該首先排除并點，這也對電纜自動測試系統提出較高要求。

傳統航天器電纜測試方法主要為手動測試。手動電纜測試需要兩人操作，使用數字多用表、絕緣電阻表以及相應的測試工裝按照電纜接點表對電纜進行測試。

傳統手工電纜測試方法不足之處主要有以下幾點：

1)效率低：需要測試人員頻繁地進行換線和讀數工作，測試效率很低。以手工測試一根n芯單端對單端電纜為例，需要導通測試n次，絕緣測試N＝n+(n-1)+(n-2)+……+[n-(n-1)]次。

2)可靠性、安全性差：測試過程中可能由于測試人員疏忽造成接點漏測和錯測，可靠性不能保證。絕緣電阻表為大于250V的高壓測試，操作不當容易對電纜甚至測試人員造成傷害。

3)結果比對及可追溯性差：手動測試過程中，測試結果不能進行記錄，對每次的測試結果不能進行比對和回查，可追溯性差。

4)多端口電纜測試難度大：對于多端口的電纜，例如對有n個分支的電纜，需要n套工裝進行展開，增加了測試的復雜度，對于多芯及特殊接插件類型電纜，普通測試工裝無法進行展開，降低了對于多端口電纜的可測性。

所以，研發一種新型的航天器多端口電纜自動測試系統和方法意義重大。

發明內容